23-X型航炮拋殼器斷裂故障分析

楊玉民 朱喜華 許鷹

（石家莊海山機械廠，河北石家莊 050200）

23-X型航炮拋殼器斷裂故障分析

楊玉民 朱喜華 許鷹

（石家莊海山機械廠，河北石家莊 050200）

本文從23-X型航炮拋殼器斷裂故障入手，通過對相關專利文獻進行檢索，分析拋殼器斷口裂紋源，最終確定該故障的發生原因為偶發故障，在對航炮的維護與使用中總結相應規律避免再次出現。

拋殼器；斷裂；材料缺陷；偶發

1 故障現象

在某部“XX”演習實彈訓練中，殲-X型飛機的23-X型航炮完成射擊任務后，在分解后的擦洗工作中發現拋殼器斷裂。（故障件見圖1）

圖1 航炮拋殼器斷裂圖片

2 故障分析

2.1 故障件返廠檢查情況

在故障件返廠后對故障件斷口進行金相分析，分析顯示，故障件裂紋源在拋殼器中間安裝拋殼器卡鎖槽靠近梯形斜面根部，此處為材料厚度突變部位，機件受力時，在斷面改變的地方產生應力集中，是裂紋產生的源頭（見圖2）。對拋殼器裂紋源部位放大可見裂紋擴展為脆性快速擴展。對拋殼器材料進行光譜分析，材料為40CrNiMoA,為制造廠工藝更改前材料。

圖2 拋殼器裂紋源部位

2.2 航炮出廠后工作情況

檢查該門航炮在修理出廠后，累計射擊434發。依據外場記錄XX年9月17日，進行實彈地靶訓練，射擊60發，飛行后進行航炮大擦洗工作，并分解檢查，未見異常；XX年3月8日，組織“XX”演習特定檢查，對航炮進行大擦洗，并分解檢查，未見異常；XX年3月13日，組織“XX”演習實彈訓練，射擊6發，飛行后進行航炮大擦洗工作，在分解檢查時發現拋殼器斷裂。

2.3 原因分析

2.3.1 疲勞斷裂

從拋殼器在航炮工作時受力情況可以分析（拋殼器結構如圖3所示），在航炮射擊時，拋殼器既要承受抽殼時向下的抽殼力，還承受拋殼時向前的撞擊力，航炮射速為3 000發～3 400發/分鐘，即航炮一秒鐘就要發射50多發炮彈，拋殼器在這一秒鐘內就要左右轉換50多次，同時還要保證進彈和拋殼的準確性，這個交變載荷的振幅與頻率都是很大、很高的，拋殼器長期在這樣的交變載荷作用下，材料極易疲勞，造成機件裂紋，裂紋擴展至一定程度就會斷裂。材料疲勞斷裂是金屬機件裂紋的一個重要原因。

圖3 拋殼器結構圖

2.3.2 受強力斷裂

在對相關專利技術進行檢索基礎上認為，此次拋殼器斷裂，從斷口顏色及故障件斷口金相放大照片判斷，是受強大外力擠壓，斷口處應力集中，而導致的突然折斷。

在航炮射擊時，如果彈帶拉力大、排鏈不暢，彈鏈在工作時跳動、碰撞、擠壓、高速通過輸鏈導時會卡滯或在彈箱入口處堆積造成排鏈受阻，特別是在連發數目比較多的情況下，更容易產生此現象。在排鏈受阻后，彈鏈頂住撥彈輪，在撥彈輪及其它傳動件作用力下強行下壓拋殼器，拋殼器前端弧形凸部固定在炮箱凹槽內，在上下交變負荷的作用下產生斷裂。

2.3.3 設計材料缺陷，射擊時偶發斷裂

在XX年10月為提高拋殼器的工作可靠性，制造單位將拋殼器制造材料更改為35CrNi2MoVA。本次斷裂的拋殼器制造材料為40CrNiMoA，為材料更改前的出廠的產品，韌性較差，在航炮射擊時因脆性較大更容易出現斷裂故障。

3 分析結果

拋殼器斷裂故障應為：航炮射擊時，拉彈阻力過大、排鏈受阻、彈鏈散鏈性不好、制造材料強度高、脆性大等綜合情況下受強力斷裂。

4 采取措施

（1）在航炮工作前應重點檢查進彈機左右行程順暢無卡滯，檢查彈帶上的彈鏈無變形及彈鏈間距均勻，航炮的供彈系統及排鏈系統的各項配合數據否和要求。

（2）在航炮工作后應重點檢查航炮撥彈輪有無變形，航炮彈鏈導板上的彈鏈導槽有無變形，拋殼器卡鎖及炮箱上的卡鎖槽有無啃傷。

［1］陳萬美.23-X型航空機關炮工作原理［D］.信陽：空軍第一航空學院.

Analysis on the Out-Break Malfunction of 23-X Model Aircraft Gun Ejection Device

Yang YuminZhu XihuaXuYing
(Shijiazhuang Haishan Machinery Factory,Shijiazhuang Hebei 050200)

This article from the 23-X type of cannon shell rupture fault throw of the relevant patent document retriev?al,analysis of the hull is the crack source,finally causes the fault to determine the accidental failure in the mainte?nance and use of the gun in the corresponding rules to avoid the occurrence of summary.

ejection device;out-break;fault in material;chance

E924.92

A

1003-5168（2016）11-0059-02

2016-10-29

楊玉民（1972-），男，本科，工程師，研究方向：航空軍械。